2.3.5 模拟量输出通道的设计
1．模拟量输出通道设计中应考虑的问题
① 输出的形式，即是电压输出还是电流输出或是频率输出等，进而考虑采用什么转换电路。
② 输出的范围，比如电压输出时，要求的输出电压是单极性的还是双极性的，是0～5V还是0～10V输出。
③ 要求的分辨率、精度及线性度，进而考虑采用何种D/A转换芯片。
④ 与CPU之间的接口，数据采用串行输入还是并行输入。
⑤ 应用的场合、温度范围、干扰等方面的问题，是否需要采用CMOS芯片？是否需要光电隔离？
⑥ 参考电压的类型。
⑦ 速度是否满足要求。
⑧ 是否需要调零和校准电路。
2．V/I变换
在工业控制系统中，常常以电流方式传输信号。因为电流信号适合长距离传输，传输中信号衰减小，抗干扰能力强。因此，大量的常规工业仪表是以电流方式互相配接的。按仪器仪表标准，DDZ-Ⅱ系列仪表各单元之间的联络信号为0～10mA，而DDZ-Ⅲ系列仪表各单元之间的联络信号为4～20mA。一般D/A转换器的输出信号有的是电压方式，有的是电流方式，但是电流幅度大都在微安数量级。因此，D/A转换器的输出常常需要配接V/I转换器。
常用的V/I转换器可以分为两种：一种为负载共电源方式，另一种为负载共地方式，分别如图2.28(a)和图2.28(b)所示。
图2.28 V/I转换电路
对于负载共电源方式的V/I转换电路（见图2.28(a)），由于运算放大器输入负载与输入正端电位基本相等，即Vi=Vf，可得
在图2.28(b)所示的负载共地方式的V/I转换电路中，Vi为输入电压，Io为输出电流，Rf为电流反馈采样电阻，RS为限流电阻，RL为负载电阻。Rf采集到的电流信号以电压形式加到运算放大器的输入端，而且极性与输入电压信号反相。所以，这是一个电流并联负反馈电路。
由于运算放大器的输入阻抗很高，流入运算放大器输入端的电流可以忽略。在R2≫Rf条件下，流经R2的电流与Io相比也可以忽略。由于运算放大器正、负输入端电位近似相等，可得
化简得
例如，如果取R1=100kΩ,R2=20kΩ,Rf=100Ω，则当Vi为0～+5V时，Io为0～10mA。
使用图2.28(b)所示电路时，需要注意以下几点：
① 电路中各电阻应当选用精密电阻，以保证足够的V/I转换精度。
② V/I转换器的零位可以由运算放大器的调零端实现。如果采用没有调零端的运算放大器，就必须附加额外的高零电路。
③ 正电源+V的取值必须满足+V > (Rf+RL)Iomax，其中Iomax为Io的最大值。
④ 如果需要改变输入电压范围，只需改变R2/R1的数值就可以实现。如果需要将单极性输入改变为双极性输入，则需要在运算放大器输入端附加偏置电压。